基于CS结构的网络通信原理的实现
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处于准备接收状态，同时规定它的请求队列长度，随 后调用Ａｃｃｅｐｔ（）来接收客户连接，服务器进入阻塞 状态。客户在打开套接字后，通过调用ＣｏＩＩＩｌｅｃｔ（）和 服务器建立连接，一旦连接建立，客户就可和服务器
万方数据
２００７年第８期
赵专政：基于ｃ／Ｓ结构的网络通信原理的实现
１０５
进行数据传输直至传输结束。 对于ｕＤＰ而言，服务器调用Ｒ优讵砌（）使自己
和Ｃｓｏｃｋｅｔ类。ＣＡ唧ｎＳｏｃｋｅｔ类封装了Ｗｉｎｄｏ啪ｓｏｃｋｅｔ ＡＨ，提供了较低层的与Ｗｉｎ８０ｃｋ的接口；ＣＳｏｃｋｅｔ类
继ＣＡ承喊了ｋｅＣｔＡ类ｓｙ中ｎＳ一０ｃ些ｋｅｔ较类难中控一制些的常Ａ用ＰＩ的函删数函和数成，员并函对
数进行了处理，它通过ＭＦｃ Ｃ触ｈｉｖｅ对象来操作信
息的传送。使用Ｃｓｏｃｋｅｔ类的编程步骤如下： （１）构造ＣＳ０ｃｋｅｔ类对象，如：ＣＳｏｃｋｅｔ ｓｅｎ，ｅｒｓ．）ｃｋ．
式如下：
Ｒ艚ｕｈ＝ａ瑚∞ｔ（８０ｃ虹ｈ明池，您脚沧８ｄｄＩｅ髓。瓢ｌｄ瞄ｓ
ｌ朗ｇＩｌｌ） 参数９０ｃｋｅｔ－ｈ舳ｄｌｅ返回Ｓ０ｃｋｅｔ描述符，聆Ｉ∞ｔｅ—
ａｄｄ陀鸽是远程ｓｏｃｋｅｔ地址，指向Ｓ０ｃｋｅｔ地址结构，
ａｄｄｒｅ鸽ｊｅｎｇｔｌｌ是地址的长度。 无连接协议的程序不需要建立连接。在服务器
端，无论使用无连接协议或面向连接协议都必须对协 议端口进行侦听。Ｓｏｃｋｅｔ ＡＰＩ中的ｂｉｎｄ函数将一个 本地地址和一个Ｓｏｃｋｅｔ联系起来。调用语句如下：
表ｌ Ｓ∞ｋＨ接口的传送函数和接收函数
传送函数（ｓｅＩｌｄ）
ＳｅＩｌｄ Ｗｒｉｔｅ Ｗ矗ｔｅｖ
连接类型（’ｒｙｐｅ） 连接（ｃｏＩＩＩｌｅｃｔｉｏｎ）
连接（Ｃｏ肿ｅｃｔｉｏｎ）
连接（Ｃ咖ｅｃｔｉ∞）
接收函数（Ｒｅｃｅｉｖｅ）
Ｒｅｃｖ Ｒｅａｄ Ｒｅａｄｖ
Ｓｅｎｄｔｏ Ｓｅｎｄｎｌ８９
无连接（Ｕｎｃｏ叻ｅｃｔｅｄ） 无连接（Ｕｎｃｏ硼ｅｃｔｅｄ）
类似于文件描述符的句柄。例如：
８０ｃｌ∞ｔ—ｌｌｌｍｄｌｅ＝８０ｃｋｅｔ（ｐｍｔ∞ｏｌ—ｆ砌ｌｙ，８０ｃｋｅｔ—ｔ）ｒｐｅ，
ｐｌ咖０１）
此函数需要规定三个参数：协议簇（ｐｍｔｏｃｏｌｊ抽－ ｉｌｙ）、ｓｏｃｋｅｔ类型和协议。协议簇（ｐ删Ｄｃｏｌ』蛐坶）参 数确定一组相关的协议，如ＴＣＰ／ＩＰ协议组，Ｓ０ｃｋｅｔ类
坤８ｌｌｌｔ＝ｂ砌（∞ｃｋｅｔ—ｌＩａｎｄｌｅ．１∞ａｌ一８∞ｋ一“№嘲，Ｂｄ－ ｄＩ嘲ｌｅｎｇｔｌｌ）
建立服务器时，应将服务器设计成等候客户的请
求，．Ｉ℃Ｐ／ｌＰ传输层通过协议端口和应用程序进行通 信。
（３）数据的传输与接收。
建立并设置了８０ｃｋｅｔ属性后，利用表ｌ中所列函 数进行数据的传送和接收。
（虚电路）和无连接的（数据报）两种通信模式进行了比较，并详细介绍了ＶＣ＋＋中使用ｃｓ∞ｋｄ类的缟程步骤。
关键词：ｓｏｃｋｅｔ；网络通信；鳊程
中图分类号：１Ｐ３９３
文献标识码：Ａ
ｈｎｐｌｅｍｅｎ协廿蚰ｏｆ Ｎｅ细ｏｒｋ Ｃｏｍｍ吼ｉ∞廿佃Ｐｒ疵ｉｐｌｅ Ｂ教ｄ佃Ｃ／Ｓ Ｃｏｍｔｒ眦廿明
Ｚ姒Ｏ ｚｌｌｕ肌·小ｅＩｌｇ
ｔｌｌｅ ｐｏ阴瑚·
ｍ沁砒ｅｐ８ ｕｓｉｌｌｇ Ｃ８０ｃｋｅｔ ｃｈ８８ ｉｌｌ ｖｃ＋＋．
．
Ｋ留ｗｏｒｄｓ：Ｓｏｃｋｃｔ；ｎｅⅧ｜ｏｌＩ【咖ｍｌｌＩｌｉｃ砒ｉ∞；ｐｌ＿０ｌ即衄
１ Ｓｏｃｋｅｔ编程原理
Ｓｏｃｋｅｔ８（又称为ｗｉＩｌｓｏｃｋ或ｗｉｎｄｏｗ８ Ｓ０ｃｋｅｔｓ）， 是Ｗｉｎｄｏｗｓ基于ＩＳＯ参考模型的网络连接规范。它 在传输层建立网络接口部件，是一个ｗｏＳＡ（ｗｉｎ－ ｄｏｗ８ Ｏｐｅｎ ｓｅｒｖｉｃｅ８ ＡｒｃｈｉｔｅｃｔＩｌ把）类型的部件，并提供 网络传输服务，是应用程序与网络之间的一种通用标
（７）使用ＣＡｒｃｈｉｖｅ在客户端和服务器端的应用
程序服之间务进器行端数：据Ｓ传ｅ融输＞，＞使Ｄａ用汜形；式ｓ如ｅｍ下ｒＡ：加＜＜Ｄ啦ｌ；
客户端：ｃｌｉ佣认ｒＩＩＩ＞＞Ｄａｔａｌ；Ｃｌｉ咖ｔＡｒｏＩｌｔ＜＜Ｄ眦也；
（８）在客户端和服务器端的数据传输完毕之后， 分别在两边销毁刚才创建的ＣＳ０ｃｋｅｔ，ＣＳ∞ｋｅｔＦｉｌｅ和 ＣＡ北ｈｉｖｅ类对象ｏ
联系的ＣＳ∞ｌ【ｅ师ｌｅ类对象，以便以后传输数据使用。
使用的形式如下： 服务器端：Ｃｓｏｃｋｅ婀ｌｅ
Ｓ鲫ｒｅｒｓ｜∞ｋｅｔＦ．丑ｅ（蹦妇腻ｋｅｔ）；
客户端：ＣＳｏｃｋｅｔＦｎｅ ＣｌｉｅｎｔｓＩ∞ｋｅｔＦｎｅ（＆Ｃｌｉｅｎｔｓ∞ｋｅｔ）；
（６）在客户端和服务器端分别创建一个与各自
ｓｏｃｋｅ删ｅ相联系的ＣＡｒｅｈｉｖｅ类，以便通过它们进行
Ｒｅｃｖｆ如ｍ
Ｒｔ圮ｍ８９
其中ｗｒｉｔｅ和∞ｎｄｔｏ函数的格式如下：
瑚ｕｈ＝ｗｒｉｔｅ（８０ｃｋｅｔ—ｈａＩｌｄｌｅ，嗍８ａ西ｅ—ｂｕⅡｈ，ｂｌｌⅡｈ—
ｌｅｎｇｔｌＩ）
其中ｍｅ８ｓａｇｅ－ｂｕ艉ｒ指向包含传输信息的数据缓
冲区硝；ｕｂｈｕ＝肠蝴ｒｄｊｔｅｏｎｇ（ｔ嫩ＩＩｋ指ｅｌ明—数Ｉ龇据ｄ缓ｌｅ冲，区ｍ的∞大晔小一。嗡，ｂｕ钕一
２００７年第８期 文章编号：１００６－２４７５（２００ｒ７）０８旬１０３Ｊ０３
计算机与现代化 ＪＩｓＵＡＮⅡＹＵ ＸＩＡＮＤＡＩＨＵＡ
基于Ｃ／Ｓ结构的网络通信原理的实现
总第１４４期
赵专政
（中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙４１００８３）
摘要：讨论了应用网络连接规范Ｓ∞ｋｅｔｓ实现远程通信的基本原理，分析了基于ｃ／Ｓ网络系统的通信过程，对面向连接的
图１应用程序之间的接口关系 １．１利用ｓｏｃｋｅｔ进行网络通信
要进行网络通信，就必须在网络对话的每一端都 建立一个Ｓ∞ｋｅｔ。两个Ｓ０ｃｋｅｔ之间的连接可以是面 向连接的，也可以是无连接的。对于面向连接的 Ｓｏｃｋｅｔ，在数据传输时可以使用字节流的形式，而无 连接的情况下可以使用数据报的数据传输形式。 Ｓ０ｃｋｅｔ接口模型采用“打开一读一写一关闭”方式，因
ｌｅｎｇｔＩｌ，叩ｅｃｉｌ ｆｌａ轳，ｏ∞ｋｅｔＪＩｄｄｒｅ８８咖ｌｃ—ｔ１１地。Ｂｄｄｒｅｓ０ ｓ眦ｔｕ圯
ｊｅｎｇｔｌｌ） １．２ Ｃ／Ｓ网络编程实现框架
Ｓｏｃｋｅｔ同时支持面向连接的（虚电路）和无连接 的（数据报）两种通信模式，所对应的ｓｏｃｋｅｔ分别为 数据流ｓｏｃｋ—Ｓ吮锄和数据报ｓｏｃｋ—Ｇ眦ｎ。数据流 ８∞ｋｅｔ采用的是传输控制协议ＴｃＰ。ｌＩ℃Ｐ提供的是面 向连接的数据流传输，提供高可靠性数据传输服务。 适合信息安全要求较高的信息传输。数据报ｓｏｃｋｅｔ 采用的是用户数据报协议ｕＤＰ（ｕ∞ｒ Ｄａｌｌ呵咖Ｐ∞珏 ｃ０１）。它是建立在ＩＰ协议之上的，提供无连接的不 可靠的数据报传输。
ｅｔ；ＣＳｏｃｋｅｔ ＣｌｉｅｎｔＳ０ｃｋｅｔｏ
（２）使用ＣＳｏｃｋｅｔ对象的Ｃ陀ａｔｅ（）函数创建ＷｉＩｌ— ｄｏ鹏ｓｏｃｋｅｔ，Ｃｒｅａｔｅ（）函数会调用ＢｉＩｌｄ数将此Ｓ∞ｋｅｔ 绑定到指定的地址上。
如：Ｓｅ刑堰Ｓｏｃｋ醴．Ｃ揪她（５０００）；／／服务器的端口号是 ５０∞
Ｃｌｉ蚰ｔｓｏｃｋｅｔ．ＣＤｅ砒ｅ（）；
阻塞，等待客户发来的数据包而不是连接。客户并不 和服务器建立连接，而是调用ｓｅｎｄｔ０（）直接发送包含 服务器地址的数据报。
２ Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｓｏｃｋｅｔｓ编程步骤
Ｗｉ－融ｋ规范定义了一个在，Ｉ℃Ｐ／疋网络上开发 耽ｄｏｗ８程序的标准，Ｗｊｎｓｏｃｋ是以动态连接库ＤＬＬ
来实现ｓｏｃｋｅｔ接口的。 图４给出了Ｗｉｎｓｏｃｋ在Ｗｉｎｄｏｗ８软件开发环境
ｄｅｔａｉｌｅｄ涮ｐ‰０ｆ 咖ｍＩｌＩＩｉｃ幽啮，饥ｄ锄Ｉａｌｙ８∞ｔｈｅ湖ｍＩｌｌＩｉ谢∞８ ｐｒｏ嘲８ ｋ晦ｅｄ ｍＩ Ｇ，Ｓ ｎｅｔｗｏｒＩｃ ｓｙＢｔｅｍ．ＴＩｌｉ８ ｐｌＩｐｅ肾伽棚ｐ｜Ｉ瞄ｔｌｌｅ呐∞ｍ删－
ｃ胡咖珊讨ｅ１８耐ｅｎｔｅｄ ｃｏｌｍ蒯锄（ｖｉｍｌａｌ ｃｉ弛ｌｌｉｔ）蚰ｄ∞ｎ∞ｃｔｉｏｎｌｅ鹳（ｄａｔａ胂ｍ），ｗｉｎｌ ａ
收稿日期：２００６舶．１０ 作者简介：赵专政（１９ｒ７５一），男，湖南益阳人。湖南城市学院讲师，中南大学信息科学与工程学院硕士研究生。研究方向：计算
机网络与应用。
万方数据
１０４
计算机与现代化２００７年第８期
此为了建立一个ＴＣＰ／ＩＰ网络通信，首先要建立网络
的连接，接着通过该连接读和写数据，最后程序必须
ຫໍສະໝຸດ Baidu
接请求。在服务器端通过调用Ａｃｃｅｐｔ（）函数来创建
一个和监听Ｓｏｃｋｅｔ相同的连接Ｓ∞ｋｅｔ来处理客户的
请求，而原来的Ｓｏｃｋｅｔ仍处于监听状态。使用的形式
如下：服务器靖：ＣＳｏｃｋ融ｌｔｅ槐触ｋ既；Ｓｅｍｒ
（蜘他）；
Ｓｏｃｋ税．Ａ∞ｅｐｔ
客户端：ｃｌｉ即ｔｓｏｃｋｅｔ．ｃ０眦ｅｃｔ（）；
（５）在客户端和服务器端分别创建一个与之相
两种通信模式的时序图如图２和图３所示。
服务器
图２无连接的Ｓ∞ｋｍ通信时序图
鞭备■
图３面向连接的Ｓ∞ｋｅｔ通信时序图
由图２和图３可以看出。客户机与服务器的关系 是不对称的，不管是数据流方式还是数据报方式，都 是服务器先启动，然后在某个时刻客户主动发出请 求，服务器被动应答。
对于代Ｐ而言，服务器再调用Ｋｓ融ｔ（）使套接字
中的位置，试ｎ９Ｄｃｋ．皿位于１℃Ｐ／ＩＰ协议栈和应用程 序的中问层，ＷｉｒｌＳｏｃｋ管理应用程序与．Ｉ℃Ｐ／ＩＰ协议 之间的接口。
两络数据线
电话线入口
图４ ＷｉＩ曷０ｃＩ【在珊蜘编程环境中的地位
装。在 ＭＦＶＣＣ中＋＋有６． 两种０的类Ｍ支ＦＣ持中Ｗ，ｉｒ提ｌＳ供ｏｃ了ｋ：对ＣＳ蛳０ｃＳｋ∞ｅｔｋ的 ｅｔ封 类
（ＣｏⅡｅ鲈０ｆ Ｍ函瑚６∞晒ｅＩ啪＆Ｅ晒ｎｅｅｌｉ唱，Ｃ钮昀ｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｌｌｉ啷蚵，ｃｈａ喇ｍ ４１∞８３，Ｃｈｉ矾）
Ａｈ由麓ｃｔ：Ｔ１ｌｉ８删ｃｌｅ ｄｉ∞岫湖ｔｂｅ印ｐ＿Ｋ洲叩ａｆｉｎｔｅｍ帆ｎ∞６０ｎ毒ｔ蛐ｄａＩｄ∞ｃｋｅ伯∞∞ｈｉｅＶｅ ｔｈｅ ｂ∞ｉｃ洳ｉｐｌ∞０ｆｌ仇ｌｇ—ｄｉｓｔａＩＩ∞
通信服双务方器数端据：的ｃ＾发施送ｓ臼与Ｍ接触收Ｉ（。艇幻使艘用Ｓ形ＯＩ式妇如ｔ胁下，：Ｃ＾舶：：
１０ａｄ）；０客虹户蚯＂端ｓｅ：册刑洲ｈ帕０皿ａ（ｉ殛咖’灿欺他Ｉ（ｆ＆ｓＩｃｄ‰舭。碰ｏ沁ｂ僦姗№ｅ：，：ｃ虹＾ｅ舶）；：：
蛐）；
ＣＡＩ℃Ｉ面佗Ｑｉ硎ＡＩＱＩ吐（＆ａｉ删ｓ０出虹讹，ｃ＾ｌｃｌｄ他：：８ｔ０把）；
关闭这个连接。当建立一个ｓｏｃｋｅｔ时，必须规定 Ｓｏｃｋ或的特性，并使用一个ＡＰＩ函数给出一个标识 Ｓｏｃｋｅｔ的旬柄。以下是基于ＶＣ实现的Ｓｏｃｋｅｔ原型。
（１）Ｓｏｃｋｅｔ的建立。
当设计基于ＴＣＰ／ＩＰ的网络软件时，既可以使用
面向连接的协议，也可以使用无连接的协议。Ｓ０ｃｋｅｔ 接口通过一个ｓｏｃｋｅｔ连接使用这两种类型的协议。 为了建立Ｓ０ｃｋｅｔ，程序调用ｓｏｃｋｅｔ函数，并返回一个
胁删ｎｇ 准接口。Ｓｏｃｋｅｔ接口是’ｒＣＰ／ＩＰ中的ＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｈｔｅ舭ｅ），它分为数据报套接字（Ｄ她
ｇｒａｍ Ｓ∞ｋｅｔｓ）和流式套接字（ｓ№蛐Ｓ∞ｋｅｔ８），它实际 上是网络通信的一个端点，用户所开发的Ｓ∞ｋｅｔ应用 程序可以通过网络与其它Ｓ∞ｋｅｔ应用程序进行通信，
通信的基础就是Ｓ０ｃｋｅｔ。ｓｏｃｋｅｔ也是一种文件描述 符，它的数据传输是一种特殊的Ｌ，０（Ｉｎｐｕ∥ｏｕｔＩｍｔ）。 Ｓｏｃｋｅｔ具有一个类似于打开文件的函数调用Ｓ∞ｋｅｔ （），该函数返回一个整型的Ｓ０ｃｋｅｔ描述符，随后的建 立连接、数据传输等操作都是通过调用该Ｓ∞ｋｅｔ实现 的。其与应用程序之间的接口关系如图ｌ所示。
（３）Ｓｏｃｋｅｔ创建完毕后，在服务器端进行监听客
户的连接请求。
如ｓｅ刑！ｒｓｏｃｋ醴．Ｌ妇蚰（５）；／／其中５表示的是待处理的 连接队列所允许达到的最大长度是５
（４）对于服务器而言，在这一步将调用Ａｃｃｅｐｔ （）函数对客户发来的请求进行接收和处理。而对于
客户而言，则会调用Ｃｏ硼∞ｔ（）函数向服务器发出连
ＣＡｍｈｉｖｅ，ＣＳ∞ｋｅ峭ｌｅ，和ＣＳ∞ｋｅｔ三者之间的关 系如图５所示。
图５ ａ妣，岱０ｃｌ幽和ｃｓｏｄｃｅｔ三者之间的关系图
型参数（８０ｃｋｅＬ哆ｐｅ）指明ｓｏｃｋｅｔ是面向连接还是无
连接，协议参数（ｐｍ妣０１）指出使用的具体协议。
（２）Ｓｏｃｋｅｔ的配置。 建立Ｓ０ｃｋｅ￡后，按照Ｓ０ｃｋｅｔ的用途进行配置。 如Ｓ０ｃｋｅｔ传输数据时，可以用字节流或数据报。面向
连接网络传输使用ｃｏ唧ｅｃｔ（）函数来配置Ｓ０ｃｋｅｔ。格
万方数据
２００７年第８期
赵专政：基于ｃ／Ｓ结构的网络通信原理的实现
１０５
进行数据传输直至传输结束。 对于ｕＤＰ而言，服务器调用Ｒ优讵砌（）使自己
和Ｃｓｏｃｋｅｔ类。ＣＡ唧ｎＳｏｃｋｅｔ类封装了Ｗｉｎｄｏ啪ｓｏｃｋｅｔ ＡＨ，提供了较低层的与Ｗｉｎ８０ｃｋ的接口；ＣＳｏｃｋｅｔ类
继ＣＡ承喊了ｋｅＣｔＡ类ｓｙ中ｎＳ一０ｃ些ｋｅｔ较类难中控一制些的常Ａ用ＰＩ的函删数函和数成，员并函对
数进行了处理，它通过ＭＦｃ Ｃ触ｈｉｖｅ对象来操作信
息的传送。使用Ｃｓｏｃｋｅｔ类的编程步骤如下： （１）构造ＣＳ０ｃｋｅｔ类对象，如：ＣＳｏｃｋｅｔ ｓｅｎ，ｅｒｓ．）ｃｋ．
式如下：
Ｒ艚ｕｈ＝ａ瑚∞ｔ（８０ｃ虹ｈ明池，您脚沧８ｄｄＩｅ髓。瓢ｌｄ瞄ｓ
ｌ朗ｇＩｌｌ） 参数９０ｃｋｅｔ－ｈ舳ｄｌｅ返回Ｓ０ｃｋｅｔ描述符，聆Ｉ∞ｔｅ—
ａｄｄ陀鸽是远程ｓｏｃｋｅｔ地址，指向Ｓ０ｃｋｅｔ地址结构，
ａｄｄｒｅ鸽ｊｅｎｇｔｌｌ是地址的长度。 无连接协议的程序不需要建立连接。在服务器
端，无论使用无连接协议或面向连接协议都必须对协 议端口进行侦听。Ｓｏｃｋｅｔ ＡＰＩ中的ｂｉｎｄ函数将一个 本地地址和一个Ｓｏｃｋｅｔ联系起来。调用语句如下：
表ｌ Ｓ∞ｋＨ接口的传送函数和接收函数
传送函数（ｓｅＩｌｄ）
ＳｅＩｌｄ Ｗｒｉｔｅ Ｗ矗ｔｅｖ
连接类型（’ｒｙｐｅ） 连接（ｃｏＩＩＩｌｅｃｔｉｏｎ）
连接（Ｃｏ肿ｅｃｔｉｏｎ）
连接（Ｃ咖ｅｃｔｉ∞）
接收函数（Ｒｅｃｅｉｖｅ）
Ｒｅｃｖ Ｒｅａｄ Ｒｅａｄｖ
Ｓｅｎｄｔｏ Ｓｅｎｄｎｌ８９
无连接（Ｕｎｃｏ叻ｅｃｔｅｄ） 无连接（Ｕｎｃｏ硼ｅｃｔｅｄ）
类似于文件描述符的句柄。例如：
８０ｃｌ∞ｔ—ｌｌｌｍｄｌｅ＝８０ｃｋｅｔ（ｐｍｔ∞ｏｌ—ｆ砌ｌｙ，８０ｃｋｅｔ—ｔ）ｒｐｅ，
ｐｌ咖０１）
此函数需要规定三个参数：协议簇（ｐｍｔｏｃｏｌｊ抽－ ｉｌｙ）、ｓｏｃｋｅｔ类型和协议。协议簇（ｐ删Ｄｃｏｌ』蛐坶）参 数确定一组相关的协议，如ＴＣＰ／ＩＰ协议组，Ｓ０ｃｋｅｔ类
坤８ｌｌｌｔ＝ｂ砌（∞ｃｋｅｔ—ｌＩａｎｄｌｅ．１∞ａｌ一８∞ｋ一“№嘲，Ｂｄ－ ｄＩ嘲ｌｅｎｇｔｌｌ）
建立服务器时，应将服务器设计成等候客户的请
求，．Ｉ℃Ｐ／ｌＰ传输层通过协议端口和应用程序进行通 信。
（３）数据的传输与接收。
建立并设置了８０ｃｋｅｔ属性后，利用表ｌ中所列函 数进行数据的传送和接收。
（虚电路）和无连接的（数据报）两种通信模式进行了比较，并详细介绍了ＶＣ＋＋中使用ｃｓ∞ｋｄ类的缟程步骤。
关键词：ｓｏｃｋｅｔ；网络通信；鳊程
中图分类号：１Ｐ３９３
文献标识码：Ａ
ｈｎｐｌｅｍｅｎ协廿蚰ｏｆ Ｎｅ细ｏｒｋ Ｃｏｍｍ吼ｉ∞廿佃Ｐｒ疵ｉｐｌｅ Ｂ教ｄ佃Ｃ／Ｓ Ｃｏｍｔｒ眦廿明
Ｚ姒Ｏ ｚｌｌｕ肌·小ｅＩｌｇ
ｔｌｌｅ ｐｏ阴瑚·
ｍ沁砒ｅｐ８ ｕｓｉｌｌｇ Ｃ８０ｃｋｅｔ ｃｈ８８ ｉｌｌ ｖｃ＋＋．
．
Ｋ留ｗｏｒｄｓ：Ｓｏｃｋｃｔ；ｎｅⅧ｜ｏｌＩ【咖ｍｌｌＩｌｉｃ砒ｉ∞；ｐｌ＿０ｌ即衄
１ Ｓｏｃｋｅｔ编程原理
Ｓｏｃｋｅｔ８（又称为ｗｉＩｌｓｏｃｋ或ｗｉｎｄｏｗ８ Ｓ０ｃｋｅｔｓ）， 是Ｗｉｎｄｏｗｓ基于ＩＳＯ参考模型的网络连接规范。它 在传输层建立网络接口部件，是一个ｗｏＳＡ（ｗｉｎ－ ｄｏｗ８ Ｏｐｅｎ ｓｅｒｖｉｃｅ８ ＡｒｃｈｉｔｅｃｔＩｌ把）类型的部件，并提供 网络传输服务，是应用程序与网络之间的一种通用标
（７）使用ＣＡｒｃｈｉｖｅ在客户端和服务器端的应用
程序服之间务进器行端数：据Ｓ传ｅ融输＞，＞使Ｄａ用汜形；式ｓ如ｅｍ下ｒＡ：加＜＜Ｄ啦ｌ；
客户端：ｃｌｉ佣认ｒＩＩＩ＞＞Ｄａｔａｌ；Ｃｌｉ咖ｔＡｒｏＩｌｔ＜＜Ｄ眦也；
（８）在客户端和服务器端的数据传输完毕之后， 分别在两边销毁刚才创建的ＣＳ０ｃｋｅｔ，ＣＳ∞ｋｅｔＦｉｌｅ和 ＣＡ北ｈｉｖｅ类对象ｏ
联系的ＣＳ∞ｌ【ｅ师ｌｅ类对象，以便以后传输数据使用。
使用的形式如下： 服务器端：Ｃｓｏｃｋｅ婀ｌｅ
Ｓ鲫ｒｅｒｓ｜∞ｋｅｔＦ．丑ｅ（蹦妇腻ｋｅｔ）；
客户端：ＣＳｏｃｋｅｔＦｎｅ ＣｌｉｅｎｔｓＩ∞ｋｅｔＦｎｅ（＆Ｃｌｉｅｎｔｓ∞ｋｅｔ）；
（６）在客户端和服务器端分别创建一个与各自
ｓｏｃｋｅ删ｅ相联系的ＣＡｒｅｈｉｖｅ类，以便通过它们进行
Ｒｅｃｖｆ如ｍ
Ｒｔ圮ｍ８９
其中ｗｒｉｔｅ和∞ｎｄｔｏ函数的格式如下：
瑚ｕｈ＝ｗｒｉｔｅ（８０ｃｋｅｔ—ｈａＩｌｄｌｅ，嗍８ａ西ｅ—ｂｕⅡｈ，ｂｌｌⅡｈ—
ｌｅｎｇｔｌＩ）
其中ｍｅ８ｓａｇｅ－ｂｕ艉ｒ指向包含传输信息的数据缓
冲区硝；ｕｂｈｕ＝肠蝴ｒｄｊｔｅｏｎｇ（ｔ嫩ＩＩｋ指ｅｌ明—数Ｉ龇据ｄ缓ｌｅ冲，区ｍ的∞大晔小一。嗡，ｂｕ钕一
２００７年第８期 文章编号：１００６－２４７５（２００ｒ７）０８旬１０３Ｊ０３
计算机与现代化 ＪＩｓＵＡＮⅡＹＵ ＸＩＡＮＤＡＩＨＵＡ
基于Ｃ／Ｓ结构的网络通信原理的实现
总第１４４期
赵专政
（中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙４１００８３）
摘要：讨论了应用网络连接规范Ｓ∞ｋｅｔｓ实现远程通信的基本原理，分析了基于ｃ／Ｓ网络系统的通信过程，对面向连接的
图１应用程序之间的接口关系 １．１利用ｓｏｃｋｅｔ进行网络通信
要进行网络通信，就必须在网络对话的每一端都 建立一个Ｓ∞ｋｅｔ。两个Ｓ０ｃｋｅｔ之间的连接可以是面 向连接的，也可以是无连接的。对于面向连接的 Ｓｏｃｋｅｔ，在数据传输时可以使用字节流的形式，而无 连接的情况下可以使用数据报的数据传输形式。 Ｓ０ｃｋｅｔ接口模型采用“打开一读一写一关闭”方式，因
ｌｅｎｇｔＩｌ，叩ｅｃｉｌ ｆｌａ轳，ｏ∞ｋｅｔＪＩｄｄｒｅ８８咖ｌｃ—ｔ１１地。Ｂｄｄｒｅｓ０ ｓ眦ｔｕ圯
ｊｅｎｇｔｌｌ） １．２ Ｃ／Ｓ网络编程实现框架
Ｓｏｃｋｅｔ同时支持面向连接的（虚电路）和无连接 的（数据报）两种通信模式，所对应的ｓｏｃｋｅｔ分别为 数据流ｓｏｃｋ—Ｓ吮锄和数据报ｓｏｃｋ—Ｇ眦ｎ。数据流 ８∞ｋｅｔ采用的是传输控制协议ＴｃＰ。ｌＩ℃Ｐ提供的是面 向连接的数据流传输，提供高可靠性数据传输服务。 适合信息安全要求较高的信息传输。数据报ｓｏｃｋｅｔ 采用的是用户数据报协议ｕＤＰ（ｕ∞ｒ Ｄａｌｌ呵咖Ｐ∞珏 ｃ０１）。它是建立在ＩＰ协议之上的，提供无连接的不 可靠的数据报传输。
ｅｔ；ＣＳｏｃｋｅｔ ＣｌｉｅｎｔＳ０ｃｋｅｔｏ
（２）使用ＣＳｏｃｋｅｔ对象的Ｃ陀ａｔｅ（）函数创建ＷｉＩｌ— ｄｏ鹏ｓｏｃｋｅｔ，Ｃｒｅａｔｅ（）函数会调用ＢｉＩｌｄ数将此Ｓ∞ｋｅｔ 绑定到指定的地址上。
如：Ｓｅ刑堰Ｓｏｃｋ醴．Ｃ揪她（５０００）；／／服务器的端口号是 ５０∞
Ｃｌｉ蚰ｔｓｏｃｋｅｔ．ＣＤｅ砒ｅ（）；
阻塞，等待客户发来的数据包而不是连接。客户并不 和服务器建立连接，而是调用ｓｅｎｄｔ０（）直接发送包含 服务器地址的数据报。
２ Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｓｏｃｋｅｔｓ编程步骤
Ｗｉ－融ｋ规范定义了一个在，Ｉ℃Ｐ／疋网络上开发 耽ｄｏｗ８程序的标准，Ｗｊｎｓｏｃｋ是以动态连接库ＤＬＬ
来实现ｓｏｃｋｅｔ接口的。 图４给出了Ｗｉｎｓｏｃｋ在Ｗｉｎｄｏｗ８软件开发环境
ｄｅｔａｉｌｅｄ涮ｐ‰０ｆ 咖ｍＩｌＩＩｉｃ幽啮，饥ｄ锄Ｉａｌｙ８∞ｔｈｅ湖ｍＩｌｌＩｉ谢∞８ ｐｒｏ嘲８ ｋ晦ｅｄ ｍＩ Ｇ，Ｓ ｎｅｔｗｏｒＩｃ ｓｙＢｔｅｍ．ＴＩｌｉ８ ｐｌＩｐｅ肾伽棚ｐ｜Ｉ瞄ｔｌｌｅ呐∞ｍ删－
ｃ胡咖珊讨ｅ１８耐ｅｎｔｅｄ ｃｏｌｍ蒯锄（ｖｉｍｌａｌ ｃｉ弛ｌｌｉｔ）蚰ｄ∞ｎ∞ｃｔｉｏｎｌｅ鹳（ｄａｔａ胂ｍ），ｗｉｎｌ ａ
收稿日期：２００６舶．１０ 作者简介：赵专政（１９ｒ７５一），男，湖南益阳人。湖南城市学院讲师，中南大学信息科学与工程学院硕士研究生。研究方向：计算
机网络与应用。
万方数据
１０４
计算机与现代化２００７年第８期
此为了建立一个ＴＣＰ／ＩＰ网络通信，首先要建立网络
的连接，接着通过该连接读和写数据，最后程序必须
ຫໍສະໝຸດ Baidu
接请求。在服务器端通过调用Ａｃｃｅｐｔ（）函数来创建
一个和监听Ｓｏｃｋｅｔ相同的连接Ｓ∞ｋｅｔ来处理客户的
请求，而原来的Ｓｏｃｋｅｔ仍处于监听状态。使用的形式
如下：服务器靖：ＣＳｏｃｋ融ｌｔｅ槐触ｋ既；Ｓｅｍｒ
（蜘他）；
Ｓｏｃｋ税．Ａ∞ｅｐｔ
客户端：ｃｌｉ即ｔｓｏｃｋｅｔ．ｃ０眦ｅｃｔ（）；
（５）在客户端和服务器端分别创建一个与之相
两种通信模式的时序图如图２和图３所示。
服务器
图２无连接的Ｓ∞ｋｍ通信时序图
鞭备■
图３面向连接的Ｓ∞ｋｅｔ通信时序图
由图２和图３可以看出。客户机与服务器的关系 是不对称的，不管是数据流方式还是数据报方式，都 是服务器先启动，然后在某个时刻客户主动发出请 求，服务器被动应答。
对于代Ｐ而言，服务器再调用Ｋｓ融ｔ（）使套接字
中的位置，试ｎ９Ｄｃｋ．皿位于１℃Ｐ／ＩＰ协议栈和应用程 序的中问层，ＷｉｒｌＳｏｃｋ管理应用程序与．Ｉ℃Ｐ／ＩＰ协议 之间的接口。
两络数据线
电话线入口
图４ ＷｉＩ曷０ｃＩ【在珊蜘编程环境中的地位
装。在 ＭＦＶＣＣ中＋＋有６． 两种０的类Ｍ支ＦＣ持中Ｗ，ｉｒ提ｌＳ供ｏｃ了ｋ：对ＣＳ蛳０ｃＳｋ∞ｅｔｋ的 ｅｔ封 类
（ＣｏⅡｅ鲈０ｆ Ｍ函瑚６∞晒ｅＩ啪＆Ｅ晒ｎｅｅｌｉ唱，Ｃ钮昀ｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｌｌｉ啷蚵，ｃｈａ喇ｍ ４１∞８３，Ｃｈｉ矾）
Ａｈ由麓ｃｔ：Ｔ１ｌｉ８删ｃｌｅ ｄｉ∞岫湖ｔｂｅ印ｐ＿Ｋ洲叩ａｆｉｎｔｅｍ帆ｎ∞６０ｎ毒ｔ蛐ｄａＩｄ∞ｃｋｅ伯∞∞ｈｉｅＶｅ ｔｈｅ ｂ∞ｉｃ洳ｉｐｌ∞０ｆｌ仇ｌｇ—ｄｉｓｔａＩＩ∞
通信服双务方器数端据：的ｃ＾发施送ｓ臼与Ｍ接触收Ｉ（。艇幻使艘用Ｓ形ＯＩ式妇如ｔ胁下，：Ｃ＾舶：：
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关闭这个连接。当建立一个ｓｏｃｋｅｔ时，必须规定 Ｓｏｃｋ或的特性，并使用一个ＡＰＩ函数给出一个标识 Ｓｏｃｋｅｔ的旬柄。以下是基于ＶＣ实现的Ｓｏｃｋｅｔ原型。
（１）Ｓｏｃｋｅｔ的建立。
当设计基于ＴＣＰ／ＩＰ的网络软件时，既可以使用
面向连接的协议，也可以使用无连接的协议。Ｓ０ｃｋｅｔ 接口通过一个ｓｏｃｋｅｔ连接使用这两种类型的协议。 为了建立Ｓ０ｃｋｅｔ，程序调用ｓｏｃｋｅｔ函数，并返回一个
胁删ｎｇ 准接口。Ｓｏｃｋｅｔ接口是’ｒＣＰ／ＩＰ中的ＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｈｔｅ舭ｅ），它分为数据报套接字（Ｄ她
ｇｒａｍ Ｓ∞ｋｅｔｓ）和流式套接字（ｓ№蛐Ｓ∞ｋｅｔ８），它实际 上是网络通信的一个端点，用户所开发的Ｓ∞ｋｅｔ应用 程序可以通过网络与其它Ｓ∞ｋｅｔ应用程序进行通信，
通信的基础就是Ｓ０ｃｋｅｔ。ｓｏｃｋｅｔ也是一种文件描述 符，它的数据传输是一种特殊的Ｌ，０（Ｉｎｐｕ∥ｏｕｔＩｍｔ）。 Ｓｏｃｋｅｔ具有一个类似于打开文件的函数调用Ｓ∞ｋｅｔ （），该函数返回一个整型的Ｓ０ｃｋｅｔ描述符，随后的建 立连接、数据传输等操作都是通过调用该Ｓ∞ｋｅｔ实现 的。其与应用程序之间的接口关系如图ｌ所示。
（３）Ｓｏｃｋｅｔ创建完毕后，在服务器端进行监听客
户的连接请求。
如ｓｅ刑！ｒｓｏｃｋ醴．Ｌ妇蚰（５）；／／其中５表示的是待处理的 连接队列所允许达到的最大长度是５
（４）对于服务器而言，在这一步将调用Ａｃｃｅｐｔ （）函数对客户发来的请求进行接收和处理。而对于
客户而言，则会调用Ｃｏ硼∞ｔ（）函数向服务器发出连
ＣＡｍｈｉｖｅ，ＣＳ∞ｋｅ峭ｌｅ，和ＣＳ∞ｋｅｔ三者之间的关 系如图５所示。
图５ ａ妣，岱０ｃｌ幽和ｃｓｏｄｃｅｔ三者之间的关系图
型参数（８０ｃｋｅＬ哆ｐｅ）指明ｓｏｃｋｅｔ是面向连接还是无
连接，协议参数（ｐｍ妣０１）指出使用的具体协议。
（２）Ｓｏｃｋｅｔ的配置。 建立Ｓ０ｃｋｅ￡后，按照Ｓ０ｃｋｅｔ的用途进行配置。 如Ｓ０ｃｋｅｔ传输数据时，可以用字节流或数据报。面向
连接网络传输使用ｃｏ唧ｅｃｔ（）函数来配置Ｓ０ｃｋｅｔ。格